DE2327285A1

DE2327285A1 - Selbstsichernde schraube sowie verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2327285A1
Application number: DE19732327285
Authority: DE
Inventors: Hermann Winker
Original assignee: HERMANN WINKER KG METALLWARENF
Current assignee: HERMANN WINKER KG METALLWARENF
Priority date: 1973-05-29
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1975-01-02

Description

Selbstsichernde Schraube sowie Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstsichernde Schraube sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Eine selbstsichernde Schraube besitzt ein Sicherungselement, welches gegenüber den Gewindegängen eines komplementären Muttergewindes ein so großes Reibungsmoment erzeugt, daß ein lösen der Schraube bei Betriebserschütterungen und/oder Vibrationen verhindert wird-

Aus ,dem deutschen Patent 894 792 ist bekannt, eine derartige Sehraube im Bereich ihres Gewindeschaftes mit einer radial verlaufenden, sich nach innen konisch erweiternden Blindbohrung zu versehen und in diese Blindbohrung einen PXropfan aus elastischem Kunststoff einzusetzen, der sich im eingeschraubten Zustand dieser bekannten selbstsichernden Schraube am Muttergewinde abstützt und auf diese Weise die radial gegenüberliegenden Ge v/i nde flanke η der Schraube und des Muttergewindes gegeneinander preßt»

Diese bekannte Sicherheitsmaßnahme hat verschiedene Nachteile. Wegen seiner geringen Fläche unterliegt der eingesetzte Pfropfen einer relativ hohen ]?lachenpress-ung und damit raschem Verschleiß? ein langzeitig konstantes Eelbungsmoment ist daher nicht erzielbar_s weil sich durch raschen Verschleiß nach mehrfacher Betätigung der Schraube der Reibungswiderstand

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verändert. Ferner ist die bekannte Sieherungsmaßnahme nicht nur relativ teuer in der Herstellung, sondern auch für Schrauben mit kleineren Durchmessern aus fertigungstechnischen Gründen völlig ungeeignet.

Ferner ist bereits versucht worden, Schrauben gegen unbeabsichtigtes Verdrehen in der Weise zu sichern, daß man ihr Gewinde mit einem harzartigen Viskoseüberzugsmaterial beschichtet, dessen Viskosität mit Hilfe eines Weichmachers auf einen bestimmten Wert eingestellt ist.' Diese bekannte Sicherungsmaßnahme hat zunächst den Nachteil, daß der Weichmacher mit der Zeit verloren geht und sich dadurch der Reibungswiderstand verändert. Außerdem verteilt sich die Überzugsmasse über die gesamte verschraubte Gewindezone und füllt dabei sämtliche Gewindegänge. Daher wird sich kein v/orausschaubares Reibungsmoment, vor allem kein kleines Reibungsmoment erzielen. Ein weiterer Nachteil solcher beschichteten Schrauben besteht darin, daß man sie nicht mehrmals demontieren und wiederholt montieren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstsichernde Schraube so zu gestalten und herzustellen, daß sie langzeitig mit einem konstanten, innerhalb enger Toleranzen liegenden und, falls erwünscht, geringem Reibungsmoment betätigbar und beispielsweise als Einstellschraube geeignet ist, sich chemisch neutral verhält und ggf. Dicht funktionen übernehmen kann.

Verfahrensseitig wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß in den zylindrischen Schaft eines Bolzens eine Ringnut eingearbeitet, der Grund der Ringnut mit einer-Rändelung oder ähnlichen Vertiefungen versehen, der mit der Ringnut versehene Teil des zylindrischen Schaftes abgedichtet in eine Spritzgußform eingebracht und im Bereich der Ringnut mit einem Kunststoff umspritzt, der auf diese Weise gebildete

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Kunststoffring an beiden Außenrändern mit einer schrägen Fase o.dgl. versehen und daß anschließend in den Schaft beiderseits neben dem Kunststoffring ein Gewinde eingerollt wird.

Mittels einer derartigen erfindungsgemäß hergestellten selbstsichernden Schraube läßt sich über lange Zeiträume hinweg ein bestimmtes gleichmäßiges Reibungsmoment erzielen, dessen Größe man durch Wahl der Breite des Sicherungsringes und durch Verwendung eines Kunststoffes bestimmter Zähigkeit vorausbestimmen kann. Vorteilhaft ist die Verwendung eines gerollten Gewindes, weil hierbei der mit dem Durchmesser des zylindrischen Schraubenschaftes übereinstimmende Kunststoff ring—Außendurchmesser etwa die Große des Flankendurchmessers des gerollten Gewindes hat. Im eingeschraubten Zustand kann sich der Kunststoffring somit problemlos und mit gewünschter Reibung an die Muttergewindegänge anlegen. ,

Vorzugsweise ist der Kunststoffring an seinen beiden Rändern mit einer Fase versehen. Dadurch wird das Ein- und Ausschrauben erleichtert. .

Derartige selbstsichernde Schrauben können vorzugsweise als selbstsichernde Einstellschrauben verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 bis 4 den vorderen Abschnitt einer selbstsichernden Einstellschraube in vier verschiedenen Bearbeitungszuständen.

Die nachfolgend beschriebene selbstsichernde Schraube, deren vorderes Ende in Pig.4 im Fertigzustand und abgebrochen dargestellt ist, kann als Einstellschraube, beispielsweise als Luftregulierschraube verwendet werden.

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Das vordere Ende ihres Gewindeschaftes 1b ist in nachstehend beschriebener Weise mit einer Ringnut 2 (Fig.1) versehen, in die ein Sicherungsring 5 aus einem Kunststoff mit bestimmter Zähigkeit, beispielsweise aus Polyamid, eingespritzt ist. Wie sich aus Fig.4 entnehmen läßt, entspricht der Außendurchmesser des Kunststoff-Sicherungsringes 5 dem Flankendurchm. eines Gewindes 10 auf dem Gewindeschaft 1b. Bekanntlich entspricht der Flankendurchm. eines Gewindes etwa dem Mittelwert zwischen seinem Außendurchmesser und seinem Kerndurchmesser.

Wird" das vordere Ende der in Fig.4 dargestellten Einstellschraube in ein nicht dargestelltes Muttergewinde eingeschraubt, so paßt sich der Sicherungsring. 5 elastisch den
Gewindegängen des Muttergewindes an, dessen Kunststoff
dauerelastische Eigenschaften besitzt, so daß er auch nach
mehrjähriger Betriebsdauer nach dem Herausschrauben aus dem Muttergewinde im wesentlichen wieder seine dargestellte zylindrische Form einnimmt. Der Sicherungsring 5 verleiht der Einstellschraube somit ein vorbestimmtes und über längere
Zeiträume hinweg konstantes Reibungsmoment gegenüber dem
Muttergewinde.

Die Größe dieses Reibungsmomentes kann durch die Wahl der
Länge des Sicherungsringes 5 und ferner durch die Wahl der
Kunststoff-Zähigkeit variiert werden. Ein längerer Sicherungsring 5 ergibt selbstverständlich ein höheres Reibungsmoment als ein kurzer.

Der Sicherungsring 5 verleiht der selbstsichernden Schraube nicht nur das gewünschte Reibungsmoment und damit eine Verliersicherheit, sondern zusätzlich einen Abdichteffekt.

Nachfolgend werden die einzelnen Arbeitsgänge zur Herstellung der zeichnungsgemäß dargestellten Einstellschraube beschrieben. Ein noch gewindeloser zylindrischer Schaft 1a wird beispielsweise auf einem Automaten in der Nähe seines vorderen Endes

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mit einer Ringnut 2 vorzugsweise mit abgeschrägten Schnittflächen versehen, deren Oberfläche 3 gerändelt wird.

Anschließend wird das gem. Pig.1 fertiggestellte Rohteil in eine dem Außendurchmesser des Gewindeschaftes Tb entsprechende Aufnahmebohrung einer einfachen Kunststoff-Spritzgießform eingebracht, deren Einguß sich im Bereich der Ringnut 2 befindet. Hierauf wird der freie Raum der Ringnut 2 mit einem gewünschten elastischen Kunststoff ausgespritzt, beispielsweise mit einem Polyamid. Der eingespritzte Kunststoff bildet den in Pig.2 noch rohen Sicherungsring 5» dessen Außendurchmesser genau mit dem Außendurchmesser d des zylindrischen Schaftes 1a'übereinstimmt..

Perner wird gem. Pig.3 an den beiden Außenrändern des Sicherungsringes 5" je ein V-förmiger Einstich 7 eingearbeitet, so daß die beiden Ränder des Sicherungsringes 5 und die benachbarten Randzonen des Schaftes 1a jeweils mit einer Pase versehen werden.

Das in Pig.3 dargestellte Halbfertigfabrikat wird schließlich in einem Rollwerkzeug bearbeitet, dessen Gewinderollen im Bereich des Sicherungsringes 5 einen derart bemessenen Einschnitt besitzen, daß dieser Sicherungsring nicht überrollt wird. Die im Bereich der Preistiche 7 liegenden Pasen des Sicherungsringes 5 begünstigen einerseits das GewinderοILeη und erleichtern andererseits das spätere Einschrauben des Kunststoff-Sicherungsringes in ein nicht dargestelltes Gewinde,

Wie Pig.4 zeigt, liegt der Außendurchmesser des Sicherungsringes 5 etwa in der Mitte zwischen dem Außendurchmesser D und dem Kerndurchmesser des gerollten Gewindes 10. Diese Bedingung läßt sich bei einem Schaftdurchmesser, der gem. Pig.2 und 3 den gleichen Durchmesser d wie der Sicherungsring 5 hatte, in einfacher Weise mit einem gerollten Gewinde erzielen.

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Claims

453.7

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer selbstsichernden Schraube, dadurch gekennzeichnet, daß in deii zylindrischen Schaft eines Bolzens eine Ringnut eingearbeitet, der Grund der Ringnut mit einer Rändelung oder ähnlichen Vertiefungen versehen, der mit der Ringnut versehene Teil des zylindrischen Schaftes abgedichtet in" eine Spritzgießform eingebracht und im Bereich der Ringnut mit einem Kunststoff umspritzt, der auf diese Weise gebildete Kunststoffring an beiden Außenrändern mit einer schrägen Fase ο.dgl. versehen und daß anschließend in den Schaft beiderseits neben dem Kunststoffring ein Gewinde eingerollt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring so herumgespritzt wird, daß sein Außendurchmesser im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des zylindrischen Schaftes übereinstimmt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollwerkzeug im Bereich des zuvor aufgespritzten Kunststoffringes eine Aussparung besitzt.

Selbstsichernde Schraube mit einem nichtmetallischen Einsatz, der in eine Vertiefung ihres mit Gewinde versehenen Schaftes eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als eine das Gewinde (10) in zwei separate Schnitte unterteilende Ringnut (2) ausgebildet und der Einsatz ein in die Ringnut eingeformter Kunststoff ring (5) ist.

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5. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund der Ringnut (2) mit Vertiefungen (5)
versehen ist. .

6. Schraube nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen aus einer Rändelung (3) bestehen. -"

7. Schraube nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ringnut (2) mit einer Fase versehen sind.

8. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kunststoffringes (5) im
wesentlichen mit dem Flankendurchm. des Schraubengewindes (10) übereinstimmt.

9. Schraube nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (5) an seinen beiden Rändern mit einer Fase versehen ist.

10. Schraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube mit einem gerollten Gewinde (10) versehen ist.

11. Schraube nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube als kopflose Stiftschraube ausgebildet ist.

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